ਇੱਕ ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੀ ਉਦਾਹਰਣ (ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਦੂਜੇ ਨਿਯਮ ਦਾ ਉਪਯੋਗ)

9 ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਦੀਆਂ ਉਦਾਹਰਣਾਂ (ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਦੂਜੇ ਨਿਯਮ ਦਾ ਉਪਯੋਗ)

1. ਇੱਕ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਇੰਜਣ ਇੱਕ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਭੰਡਾਰ ਤੋਂ 3000 ਜੂਲ ਗਰਮੀ ਸੋਖ ਲੈਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ 1000 ਜੂਲ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਇੱਕ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਭੰਡਾਰ ਵਿੱਚ ਰੱਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਓ!

ਚਰਚਾ
ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਇਸ ਪੰਨੇ 'ਤੇ ਦਿੱਤੇ ਸਵਾਲਾਂ ਵਿੱਚ "ਕਾਰਨੋਟ" ਸ਼ਬਦ ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਵਰਗਾ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਇੱਕ ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਹੈ ਅਤੇ ਸਿਰਫ਼ ਸਿਧਾਂਤਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੌਜੂਦ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਇਸ ਪ੍ਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਹਵਾਲਾ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਇੱਕ ਅਸਲੀ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਹੈ, ਨਾ ਕਿ ਇੱਕ ਸਿਧਾਂਤਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ (ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ)।
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
ਸੋਖੀ ਗਈ ਗਰਮੀ (Q_H) = 3000 ਜੂਲ
ਛੱਡੀ ਗਈ ਗਰਮੀ (Q_L) = 1000 ਜੂਲ
ਮਸ਼ੀਨ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ (W) = 3000 – 1000 = 2000 ਜੂਲ
ਪੁੱਛਿਆ : ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (e)
ਜਵਾਬ :

2. ਇੱਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਇੱਕ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ 2000 ਜੂਲ ਕੰਮ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ 500 ਜੂਲ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਰੱਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ... ਹੈ।

ਚਰਚਾ
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
ਮਸ਼ੀਨ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਕੀਤਾ ਕੰਮ (W) = 2000 ਜੂਲ
ਛੱਡੀ ਗਈ ਗਰਮੀ (Q_L) = 5000 ਜੂਲ
ਸੋਖੀ ਗਈ ਗਰਮੀ (Q_H) = 2000 + 5000 = 7000 ਜੂਲ
ਪੁੱਛਿਆ : ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (e)
ਜਵਾਬ :

3. ਇੱਕ ਕਾਰ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ 30% ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਇੰਜਣ ਪ੍ਰਤੀ ਚੱਕਰ 10.000 ਜੂਲ ਕੰਮ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇੰਜਣ ਪ੍ਰਤੀ ਚੱਕਰ ਕਿੰਨੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਰੱਦ ਕਰਦਾ ਹੈ?
ਚਰਚਾ
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
ਕੁਸ਼ਲਤਾ (e) = 30% = 30/100 = 0,3
ਮਸ਼ੀਨ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਕੀਤਾ ਕੰਮ (W) = 3000 ਜੂਲ
ਪੁੱਛਿਆ : ਹਰੇਕ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਖਤਮ ਕੀਤੀ ਗਈ ਗਰਮੀ (Q_L)
ਜਵਾਬ :
ਸੋਖੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ (Q_H) ਇੱਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਦੇ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਫਾਰਮੂਲੇ (e) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ:
ਪ੍ਰਤੀ ਚੱਕਰ (Q) ਵਿੱਚ ਫੈਲੀ ਹੋਈ ਗਰਮੀ_L) = ਗਰਮੀ ਸੋਖੀ ਗਈ (Q_H) – ਕੰਮ ਪੈਦਾ ਹੋਇਆ (W)
Q_L = 10.000 ਜੂਲ – 3000 ਜੂਲ
Q_L = 7000 ਜੂਲ

ਹੀਟ ਇੰਜਣਾਂ, ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣਾਂ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ

4. ਇੱਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਇੱਕ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਭੰਡਾਰ ਤੋਂ 3.000 ਜੂਲ ਗਰਮੀ ਸੋਖ ਲੈਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ 2.400 ਜੂਲ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਭੰਡਾਰ ਵਿੱਚ ਰੱਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ … ਹੈ।
ਏ. 10%
ਅ. 15%
ਸੀ. 20%
ਡੀ. 30%
ਈ. 40%
ਚਰਚਾ:
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
Q_H = 3000 ਜੂਲ, ਕਿਊ_L = 2400 ਜੂਲ।
ਪੁੱਛਿਆ :
ਇੱਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (e)?
ਜਵਾਬ :
ਸਹੀ ਉੱਤਰ C ਹੈ।

5. ਇੱਕ ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ 300 ਦਾ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਭੰਡਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ^oC ਅਤੇ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲਾ ਭੰਡਾਰ 80 ^oC. ਮਸ਼ੀਨ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ... ਹੈ
ਏ. 38%
ਅ. 45%
ਸੀ. 50%
ਡੀ. 58%
ਈ. 67%
ਚਰਚਾ:
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
T_L = 80^oC = (80 + 273) K = 353 K
T_H = 300^oC = (300 + 273) K = 573 K
ਜੇਕਰ ਤਾਪਮਾਨ ਸੈਲਸੀਅਸ ਇਕਾਈਆਂ ਵਿੱਚ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸਨੂੰ ਕੈਲਵਿਨ ਇਕਾਈਆਂ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣਾ ਲਾਜ਼ਮੀ ਹੈ (ਕੈਲਵਿਨ ਤਾਪਮਾਨ ਲਈ ਇਕਾਈਆਂ ਦੀ ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਹੈ)।
ਪੁੱਛਿਆ :
ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (e)?
ਜਵਾਬ :

ਸਹੀ ਜਵਾਬ A ਹੈ।

6. ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਭੰਡਾਰ ਦਾ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 600 K ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ 60% ਹੈ। 70% ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ, ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਭੰਡਾਰ ਦਾ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ... ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।
ਉ. 500 ਕਿ.ਮੀ.
ਅ. 800 ਕਿ.
ਸੀ. 1000 ਕੇ
ਡੀ. 1200 ਕੇ
ਪੂਰਬੀ. 1500 ਕਿ.ਮੀ.
ਚਰਚਾ:
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
ਡਾਟਾ 1: ਟੀ_H = 600 K, e = 60%
ਡਾਟਾ 2: ਟੀ_H = …. ਕੇ ?, ਈ = 70 %
ਪੁੱਛਿਆ :
ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ (T_H)
ਜਵਾਬ :
ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ (T) ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਡੇਟਾ 1 ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ_L).
ਟੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ_L ਅਤੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ (T) ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਡੇਟਾ 2_H):
70% ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ, ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ = 800 ਕੈਲਵਿਨ।
ਸਹੀ ਜਵਾਬ B ਹੈ।

7. ਹੇਠਾਂ ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੇ PV ਗ੍ਰਾਫ਼ ਨੂੰ ਵੇਖੋ। ਜੇਕਰ W = 5000 ਜੂਲ, ਤਾਂ ਪ੍ਰਤੀ ਚੱਕਰ ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਛੱਡੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ... ਹੈ।
A. 2.315 ਜੂਲ
ਅ. 3.475 ਜੂਲ
C. 3.750 ਜੂਲ
ਡੀ. 5.000 ਜੂਲ
ਈ. 5.600 ਜੂਲ

ਚਰਚਾ:
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
ਡਬਲਯੂ = 5000 ਜੂਲ
T_H = 780 ਕੇ
T_L = 320 ਕੇ
ਪੁੱਛਿਆ :
Q₂ ?
ਜਵਾਬ :
ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (320/780) = 1 – 0,41 = 0,59
ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਸਿਰਫ਼ 59% ਗਰਮੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਸੋਖੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਇਸ ਡੇਟਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ (Q₁).
(0,59)(ਪ੍ਰ.₁) = 5000 ਜੂਲ
Q₁ = 5000 ਜੂਲ/0,59 = 8475 ਜੂਲ
ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਸੋਖਣ ਵਾਲੀ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ 8475 ਜੂਲ ਹੈ।
ਪ੍ਰਤੀ ਚੱਕਰ ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਛੱਡੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ:
ਡਬਲਯੂ = ਕਿਊ₁ - ਪ੍ਰ₂
5000 ਜੂਲ = 8475 ਜੂਲ – Q₂
Q₂ = 8475 ਜੂਲ – 5000 ਜੂਲ
Q₂ = 3475 ਜੂਲ
ਸਹੀ ਜਵਾਬ B ਹੈ।

8. ਹੇਠਾਂ ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੇ ਪੀਵੀ ਡਾਇਗ੍ਰਾਮ ਨੂੰ ਵੇਖੋ! ਜੇਕਰ ਗਰਮੀ ਸੋਖੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ (Q₁) = 8000 ਜੂਲ ਤਾਂ ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ…
A. 1640 ਜੇ
ਅ. 4720 ਜੇ
ਸੀ. 5640 ਜੇ
ਡੀ. 6270 ਜੇ
ਈ. 8840 ਜੇ

ਚਰਚਾ:
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
Q₁ = 8000 ਜੇ
T_H = 820 ਕੇ
T_L = 380 ਕੇ
ਪੁੱਛਿਆ :
ਡਬਲਯੂ?
ਜਵਾਬ :
ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (380/820) = 1 – 0,46 = 0,54
ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਸਿਰਫ਼ 54% ਗਰਮੀ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ (W) ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੰਮ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਇਸ ਡੇਟਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ।
(0,59)(8000) = 4720 ਜੂਲ
ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ 4720 ਜੂਲ ਹੈ।
ਸਹੀ ਜਵਾਬ B ਹੈ।

9. ਇੱਕ ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ 520 ਦੇ ਤਾਪ ਭੰਡਾਰ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ^oਸੀ ਅਤੇ ਠੰਡਾ ਭੰਡਾਰ 110 ^oC. ਜੇਕਰ ਮਸ਼ੀਨ ਗਰਮ ਭੰਡਾਰ ਤੋਂ 3000 ਜੂਲ ਗਰਮੀ ਸੋਖ ਲੈਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਮਸ਼ੀਨ ਤੋਂ ਰੱਦ ਕੀਤੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ... ਹੈ।
A. 450 ਜੂਲ
ਅ. 800 ਜੂਲ
C. 1000 ਮਿੰਟ
ਡੀ. 1200 ਜੂਲ
ਈ. 1440 ਜੂਲ
ਚਰਚਾ:
ਡਿਕੇਤਹੁਈ :
T_H = 520 + 273 = 793 ਕਿਲੋਵਾਟ
T_L = 110 + 273 = 383 ਕਿਲੋਵਾਟ
Q₁ = 3000 ਜੇ
ਪੁੱਛਿਆ :
Q₂ = … ?
ਜਵਾਬ :
ਕਾਰਨੋਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ:
e = 1 – (383/793) = 1 – 0,48 = 0,52
ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੰਮ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਇਸ ਡੇਟਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ (W)
(0,52)(3000) = 1560 ਜੂਲ
ਮਸ਼ੀਨ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ 1560 ਜੂਲ ਹੈ।
ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਛੱਡੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ:
Q₂ = 3000 ਜੂਲ – 1560 ਜੂਲ
Q₂ = 1440 ਜੂਲ
ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਛੱਡੀ ਗਈ ਗਰਮੀ 1440 ਜੂਲ ਹੈ।